Ингибиторы

СТАЙЛАБ предлагает тест-системы Premi^® Test и Delvotest^® для анализа ингибирующих веществ в мясе и молоке.

Подробнее об ингибирующих веществах

К ингибиторам относят вещества, обладающие антибактериальным действием. Это могут быть как антибиотики: макролиды, бета-лактамы (в том числе, цефалоспорины), ионофоры (например, грамицидин или валиномицин), так и сульфаниламиды. Все они тем или иным образом препятствуют размножению бактерий. При этом степень избирательности антибиотиков и других ингибиторов ограничена: они действуют на те микроорганизмы, у которых присутствует мишень антибиотика и нет механизмов защиты от его воздействия.

Пенициллин, цефалоспорины и другие бета-лактамы препятствуют синтезу муреина (пептидогликана) – основного компонента клеточной стенки бактерий. Это вызывает их гибель. Пенициллины эффективны как против грамположительных, так и против грамотрицательных бактерий. Однако микобактерии, в том числе, возбудители туберкулеза, устойчивы к действию пенициллинов, поскольку не имеют клеточной стенки. Многие другие бактерии приобрели устойчивость к этим средствам: они вырабатывают бета-лактамазы – ферменты, расщепляющие бета-лактамные антибиотики.

Аминогликозиды, к которым относится стрептомицин, ингибируют синтез бактериями белка, связываясь с белками 30S-субъединиц рибосом. Гентамицин также может связываться с 50S-субъединицей. Это препятствует нормальному синтезу бактериями белков и приводит к их гибели. Многие анаэробные микроорганизмы устойчивы к аминогликозидам, поскольку у них иначе обеспечивается транспорт веществ из внешней среды в клетку, и аминогликозиды не попадают внутрь этих бактерий. Кроме того, другие бактерии также способны выработать резистентность к аминогликозидам: за счет синтеза ферментов, разрушающих их, снижения проницаемости мембраны или же мутации, из-за которой меняется белок-мишень этих веществ.

Тетрациклины также препятствуют синтезу бактериями белков, связываясь с рибосомами. Устойчивость бактерий к тетрациклинам обеспечивается прежде всего активным выведением этих антибиотиков из клетки. Другой механизм обусловлен белками, защищающими рибосомы. При наличии этих белков у бактерии ее рибосомы функционируют даже в связанном с тетрациклинами состоянии.

На полезных людям бактерий ингибиторы действуют так же, как и на опасных: если у этих микроорганизмов нет механизма защиты и присутствует мишень ингибитора, антибактериальные вещества уничтожают их. Например, почти с самого начала применения антибиотиков в ветеринарии стало ясно, что использование этих веществ может привести к незапланированным последствиям. В 50-е годы фермеры штата Висконсин (США) заметили, что молоко животных, которых лечили от мастита с помощью пенициллина или ауреомицина (хлортетрациклина), не створаживается. Исследования показали, что антибиотики препятствуют деятельности бактерий, необходимых для изготовления творога и сыра. Это одна из причин, по которым необходимо анализировать содержание ингибиторов в молоке.

Молоко, содержащее ингибиторы, не только непригодно к переработке, но и может причинить вред. Прежде всего, антибактериальные вещества взаимодействуют с микрофлорой кишечника, из-за чего меняется ее состав. Этот эффект используют чтобы ускорить рост сельскохозяйственных животных и уменьшить длительность периода их откорма. Он же может приводить к различным нарушениям: от расстройств пищеварения до грибковых инфекций. Последнее обусловлено тем, что в норме бактерии, входящие в микрофлору кишечника, не позволяют грибкам селиться там. Если бактерий становится меньше, они не могут эффективно выполнять свои защитные функции.

Кроме того, при поступлении антибактериальных препаратов в небольших количествах бактериям проще вырабатывать устойчивость к ним. Заболевания, вызванные резистентными бактериями, сложно лечить, поскольку не всегда удается подобрать средство против них. Это происходит в том числе из-за кросс-резистентности, или перекрестной устойчивости – явления, обусловленного химическим сходством некоторых антибактериальных средств и, следовательно, механизмов защиты от них. Бактерии, устойчивые к нескольким антибиотикам, например, MRSA (метициллин-резистентный золотистый стафилококк), вызывают очень тяжелые и трудноизлечимые заболевания. Контроль содержания антибактериальных средств в продуктах питания и окружающей среде направлен в том числе на предотвращение появления других полирезистентных микроорганизмов.

Ингибирующие вещества – это группа соединений, обладающих одним общим эффектом – антибактериальным. Химические свойства и механизмы действия этих веществ различны. Поэтому при необходимости контролировать содержание в пробе сразу нескольких ингибиторов удобно использовать микробиологические методы.

Микробиологические методы контроля основаны на реакции бактерий на пробу. Для них используют микроорганизмы, чувствительные к антибактериальным препаратам, например, Bacillus stearothermophilus. В присутствии ингибиторов этот микроорганизм погибает.

Литература

1. Джессика Сакс. Микробы хорошие и плохие. Пер. с англ. Петра Петрова – Москва: АСТ: CORPUS, 2013 – 496 с.
2. Практическое руководство по антиинфекционной химиотерапии. Под ред. Л.С. Страчунского Ю.Б. Белоусова С.Н. Козлова
3. Antibiotic Discovery and Development. Vol. 1. Editors: Thomas J. Dougherty, Michael J. Pucci. Springer Science+Business Media, LLC 2012.